魏 巍

(北京勞動保障職業(yè)學(xué)院，北京 100029)

1 引言

與其他類別的機(jī)械設(shè)備相比，塑料機(jī)械的運(yùn)行工況更為惡劣和復(fù)雜，幾乎涵蓋了所有的危險源：機(jī)械、電氣、熱、振動、輻射、噪聲、有害物排放、人類工效學(xué)、環(huán)境與綜合等，其中，尤以機(jī)械、電氣、熱、振動等4種危險的傷害程度和發(fā)生概率相對更高。例如，帶人工上下料的塑料注射成型機(jī)早已被歐盟的機(jī)械安全指令98/37/EC判定為“危險機(jī)械”，須獲得歐盟的相關(guān)安全認(rèn)證才能在域內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)和銷售。

國內(nèi)關(guān)于塑料機(jī)械安全性設(shè)計方面的研究，一直偏重于對國內(nèi)外塑料機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的介紹和宣貫，欠缺關(guān)于塑料機(jī)械的安全性設(shè)計理論、方法和規(guī)范方向的研究。譬如，文獻(xiàn)[1、2]從質(zhì)量監(jiān)管的角度，全面介紹了當(dāng)時我國塑料機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展?fàn)顩r，指出了國內(nèi)塑料機(jī)械存在的諸多安全性能缺陷；文獻(xiàn)[2]更進(jìn)一步結(jié)合已有的通用機(jī)械安全B類標(biāo)準(zhǔn)對國內(nèi)塑料機(jī)械產(chǎn)品存在的主要安全問題提出具體的應(yīng)對措施；文獻(xiàn)[3]則著重介紹了2010年全國橡膠塑料機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC71)新頒布的7項橡膠塑料機(jī)械C類安全標(biāo)準(zhǔn)。本文將結(jié)合對2012年以來新頒布的3項通用機(jī)械安全A類標(biāo)準(zhǔn)(包括：GB/T 15706-2012《機(jī)械安全 設(shè)計通則 風(fēng)險評估與風(fēng)險減小》、GB/T 16856-2015《機(jī)械安全 風(fēng)險評估 實施指南和方法舉例》和GB/T 20850-2014《機(jī)械安全 機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的理解和使用指南》)的分析解讀，重點討論塑料機(jī)械的安全性設(shè)計路線、流程、方法和安全標(biāo)準(zhǔn)適用的技術(shù)規(guī)范，供塑料機(jī)械的設(shè)計人員參考借鑒。

2 塑料機(jī)械安全性能的基本設(shè)計流程

塑料機(jī)械安全性能的設(shè)計流程一般包括3個主要環(huán)節(jié)：其中， “風(fēng)險評估”環(huán)節(jié)針對機(jī)器在各種工況下的每種危險和危險狀態(tài)的風(fēng)險進(jìn)行分析和評價； “風(fēng)險減小”環(huán)節(jié)是在風(fēng)險評估結(jié)果顯示存在超出承受范圍的風(fēng)險時，采取保護(hù)措施消除危險或減小危險伴隨的風(fēng)險的迭代過程； “持續(xù)改進(jìn)”環(huán)節(jié)既是指在初始設(shè)計時重復(fù)多次“風(fēng)險評估-風(fēng)險減小”的迭代過程，也是指在產(chǎn)品全生命周期中應(yīng)該持續(xù)改進(jìn)其功能安全性，必要時視情啟動新一輪的安全性設(shè)計流程。

3 塑料機(jī)械安全設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)適用規(guī)范

3.1 我國的機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)體系

我國的通用機(jī)械安全系列標(biāo)準(zhǔn)由全國機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC208)歸口管理，目前已形成了較為完整的機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)體系，該體系分為A、B、C三個層級。

3.1.1 A類標(biāo)準(zhǔn)(基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn))

該類標(biāo)準(zhǔn)給出適用于所有機(jī)械的基本概念、設(shè)計原則和一般特征。

GB/T 20850-2014《機(jī)械安全機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的理解和使用指南》中羅列了機(jī)械安全相關(guān)的4項A類標(biāo)準(zhǔn)，其中GB/T 16856.2《機(jī)械安全風(fēng)險評價第2部分：實施指南和方法舉例》已被2015年12月發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16856-2015《機(jī)械安全風(fēng)險評估實施指南和方法舉例》替代。

3.1.2 B類標(biāo)準(zhǔn)(通用安全標(biāo)準(zhǔn))

B1類，涉及機(jī)械的某一特定安全特征的標(biāo)準(zhǔn)(如安全距離、表面溫度和噪聲等)； B2類，使用范圍較廣泛的某一類安全防護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)(如雙手操縱裝置、聯(lián)鎖裝置、壓敏保護(hù)裝置和防護(hù)裝置等)。

GB/T 20850-2014 《機(jī)械安全機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的理解和使用指南》中羅列了與機(jī)械安全相關(guān)的151項B類標(biāo)準(zhǔn)，其中通用標(biāo)準(zhǔn)38項，電氣標(biāo)準(zhǔn)13項，流體動力標(biāo)準(zhǔn)2項，振動標(biāo)準(zhǔn)3項，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)10項，聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)22項，人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)63項。

3.1.3 C類標(biāo)準(zhǔn)(機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn))

該類標(biāo)準(zhǔn)是針對一種特定的機(jī)器或一組機(jī)器規(guī)定出詳細(xì)的安全要求。

此類安全標(biāo)準(zhǔn)一般為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，要求特定機(jī)械的設(shè)計者和制造者必須嚴(yán)格遵循其相關(guān)技術(shù)規(guī)定。目前，涉及塑料機(jī)械安全的C類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量相對較少，目前僅發(fā)布11項，全部由全國橡膠塑料機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC71)歸口管理。

3.2 塑料機(jī)械安全設(shè)計的3種標(biāo)準(zhǔn)適用規(guī)范

在塑料機(jī)械的安全性能設(shè)計中，對相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行和引用具有不可替代的指導(dǎo)意義。A類安全標(biāo)準(zhǔn)為安全性設(shè)計提供方法和原則；B類標(biāo)準(zhǔn)提供安全特性或裝置的設(shè)計規(guī)范；C類標(biāo)準(zhǔn)則給出特定產(chǎn)品的強(qiáng)制性技術(shù)要求和具體解決方案。在安全性設(shè)計中正確使用相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)無疑對提升產(chǎn)品安全性能起到事半功倍的效果。

正如3.1中所述，我國現(xiàn)階段能夠供塑料機(jī)械設(shè)計人員直接參考使用的塑料機(jī)械安全C類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量有限，與門類繁多的塑料機(jī)械產(chǎn)品種類形成較大反差。以下分3種不同情況，討論現(xiàn)階段塑料機(jī)械安全性設(shè)計的安全標(biāo)準(zhǔn)適用規(guī)范，供設(shè)計人員參考。

3.2.1 已發(fā)布C類安全標(biāo)準(zhǔn)的塑料機(jī)械

經(jīng)統(tǒng)計，現(xiàn)行11項塑料機(jī)械安全C類標(biāo)準(zhǔn)所涉及的塑料機(jī)械包括：塑料擠出機(jī)、擠出生產(chǎn)線的擠出機(jī)、刀片式破碎機(jī)、拉條式切粒機(jī)、切碎機(jī)、團(tuán)粒機(jī)、模面切粒機(jī)和牽引裝置、密閉式煉塑機(jī)、開放式煉塑機(jī)、塑料壓延機(jī)和塑料注射成型機(jī)。

對于這11種塑料機(jī)械而言，設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性設(shè)計中應(yīng)嚴(yán)格遵照C類安全標(biāo)準(zhǔn)無條件執(zhí)行。因為C類安全標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范該種塑料機(jī)械安全性設(shè)計的最高級別指令性文件，具有強(qiáng)制性和對抗性的屬性。

強(qiáng)制性：現(xiàn)行11項塑料機(jī)械C類安全標(biāo)準(zhǔn)無一例外都是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)；對抗性：C類安全標(biāo)準(zhǔn)的具體條款在與A類、B類安全標(biāo)準(zhǔn)的一般性規(guī)定發(fā)生沖突時，應(yīng)以C類標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)。

一般而言，C類安全標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容涵蓋了應(yīng)用范圍、重大危險的列舉、描述風(fēng)險減小措施的要求、驗證風(fēng)險減小措施的方法、關(guān)于使用信息的要求、引用相關(guān)和適用的B類標(biāo)準(zhǔn)等，同時提供了成熟可靠、行之有效的技術(shù)解決方案，對提升特定產(chǎn)品安全性設(shè)計水平效果顯著。

3.2.2 無C類安全標(biāo)準(zhǔn)，但已發(fā)布通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的塑料機(jī)械

對于此類塑料機(jī)械，設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性設(shè)計中應(yīng)首先滿足該產(chǎn)品通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的安全要求條款，可考慮參照類似產(chǎn)品C類標(biāo)準(zhǔn)對同類危險狀態(tài)進(jìn)行評估和處置的技術(shù)要求。

需要明確的是，依據(jù)通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的安全要求條款確定的安全性技術(shù)方案均應(yīng)符合B類標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)制性要求。因為，通用技術(shù)條件和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，其安全要求條款的內(nèi)容不能對抗B類標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)定。

特別要強(qiáng)調(diào)的是，塑料機(jī)械均屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品，屬于B類強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的GB 5226.1-2008《機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件》對所有塑料機(jī)械的安全性設(shè)計具有強(qiáng)制約束力。此外，塑料機(jī)械的生產(chǎn)線類產(chǎn)品還應(yīng)同時滿足GB 16655-2008《機(jī)械安全集成制造系統(tǒng)基本要求》的相關(guān)技術(shù)規(guī)定。

屬于這種情況的塑料機(jī)械產(chǎn)品包括：塑料排氣擠出機(jī)、塑料擠出干法熱切造粒輔機(jī)、塑料真空成型機(jī)、塑料擠出吹塑薄膜輔機(jī)、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料預(yù)發(fā)機(jī)、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料自動成型機(jī)、塑料擠出吹塑中空成型機(jī)、料斗式塑料干燥機(jī)、塑料擠出帶輔機(jī)、塑料擠出異型材輔機(jī)、塑料擠出拉絲輔機(jī)、EVA發(fā)泡注射成型機(jī)、聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡包裝設(shè)備、橡膠塑料加壓式捏煉機(jī)等。

3.2.3 塑料機(jī)械新型產(chǎn)品

對于采用新概念、新工藝、新流程的塑料機(jī)械新型產(chǎn)品，一般既無C類標(biāo)準(zhǔn)可供參照執(zhí)行，也還沒有通用技術(shù)條件或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計者對于此類新產(chǎn)品的安全性設(shè)計，應(yīng)首先考慮參考類似產(chǎn)品C類標(biāo)準(zhǔn)對同類危險狀態(tài)進(jìn)行評估和處置的技術(shù)要求，并遵照機(jī)械安全A類標(biāo)準(zhǔn)的推薦方法，結(jié)合新產(chǎn)品已知的設(shè)計方案和工藝流程，實施科學(xué)的風(fēng)險評估和有效的風(fēng)險減小措施，確保產(chǎn)品最終的安全性設(shè)計方案符合B類標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)制性規(guī)定。同時，應(yīng)注意收集整理產(chǎn)品設(shè)計過程中的風(fēng)險評估與減小的技術(shù)文件、試驗數(shù)據(jù)、用戶反饋等原始資料，為之后的持續(xù)改進(jìn)設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)制訂打下堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

包括塑料機(jī)械在內(nèi)的通用機(jī)械安全性能的設(shè)計流程中，風(fēng)險評估、風(fēng)險減小和持續(xù)改進(jìn)3個環(huán)節(jié)缺一不可。其中，風(fēng)險評估和風(fēng)險減小是基于A、B類安全標(biāo)準(zhǔn)所提供的方法論在機(jī)械安全設(shè)計過程中的具體設(shè)計實踐，而持續(xù)改進(jìn)既是機(jī)械安全初始設(shè)計的末段環(huán)節(jié)，更是在產(chǎn)品全生命周期中3個設(shè)計環(huán)節(jié)迭代循環(huán)漸進(jìn)完善安全性能的“原動力”。

塑料機(jī)械的設(shè)計者在產(chǎn)品的安全性能設(shè)計中不能滿足于簡單執(zhí)行現(xiàn)有的強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)，特別是C類安全標(biāo)準(zhǔn)具有一定局限性：受行業(yè)整體發(fā)展水平、安全裝置技術(shù)滯后、產(chǎn)品風(fēng)險信息不全等諸多因素的制約，C類標(biāo)準(zhǔn)僅能限全行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)條件下應(yīng)該達(dá)到的安全防護(hù)最低要求，這顯然不是安全性設(shè)計的終極目標(biāo)。因此，應(yīng)秉承“持續(xù)改進(jìn)”的設(shè)計理念，系統(tǒng)開展對產(chǎn)品風(fēng)險評估信息的收集、整理和更新工作，特別是對用戶反饋的極端工況下的安全信息給予足夠的重視和響應(yīng)；建立機(jī)械安全信息數(shù)據(jù)庫；優(yōu)化安全性設(shè)計流程和技術(shù)規(guī)范；同步跟蹤國內(nèi)外最新的安全標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)發(fā)展動態(tài)，為全面提升我國的塑料機(jī)械安全性能水平共同努力。